采用线性光耦实现基于电阻采样的功率测量装置，属于电气测量领域，目的是为解决现有分流器／分压器的测量结果经过长距离传输导致测量精度低的问题。本实用新型专利技术包括电流信号测量和电压信号测量，由分流器采集的模拟量电流信号经电流运算放大和线性光耦隔离模块转换成数字量信号，由分压器采集的模拟量电压信号经电压运算放大和线性光耦隔离模块转换成数字量信号，所述获取的两种信号数字量信号由数字信号处理和运算模块ＤＳＰ进行处理，电流信号的极性由电流极性判断电路进行判断并将标识量传给ＤＳＰ，电压信号的极性由电压极性判断电路进行判断并将标识量传给ＤＳＰ，ＤＳＰ控制同步采集电压和电流信号。本实用新型专利技术用于现场精确测量功率。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种采用线性光耦实现基于电阻采样的功率测量装置，属于电气测量领域。
技术介绍
电气测量系统的功率测量装置要获取的结果是有功功率、无功功率、视在功率及 电压信号和电流信号的相位差，目前大多采用的技术手段是同步采集电流信号和电压信 号，利用电流互感器或霍尔电流传感器采集电流信号，利用电压互感器或霍尔电压传感器 采集电压信号，但是电流/电压互感器、霍尔电流/电压传感器在电气测量系统中应用具有 一定的局限性，电流/电压互感器受到频带的限制只能检测额定频率±5%附近频带的电 流/电压信号，且信号为非直流信号；霍尔电流/电压传感器使用的频带为0-100kHz，虽然 能够满足现有电气测量频带要求和电流控制精度，但是它很难在整个频带和量程范围内满 足高精度的测量要求。它们的应用成本都远高于分流器/分压器。因此，分流器/分压器 在电气测量领域得到了广泛应用。 电气测量领域中应用分流器检测电流、用分压器检测电压的方式，以其结构最简 单、反应电流/电压变化实时性最高等优点曾经得到广泛应用，但是，现有的分流器/分压 器长距离传输的结构特点影响测量精度，导致测量精度低分流器采样电流后的电压参数、 分压器采样后的电压参数要经过长距离传输到后台PC机进行统一应用及处理，电流采样 所得电压信号、分压器采样后的电压参数在传输过程中会产生线路压降，进而影响电流的 检测精度；由于长距离传输，采样回路易受电磁环境干扰引起采样信号非线性变化从而影 响检测精度等缺点又制约了其应用的广泛性。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有分流器/分压器的测量结果经过长距离传输导致测量精度低的问题，提供一种采用线性光耦实现基于电阻采样的功率测量装置。 本技术包括分流器、分压器、电流运算放大和线性光耦隔离模块、电压运算放大和线性光耦隔离模块、电流极性判断电路、电压极性判断电路、电流A/D转换电路、电压A/D转换电路和数字信号处理和运算模块DSP， 分流器的采样电阻Ri两端引出线为分流器的电压信号输出端，所述分流器的电压信号输出端与电流运算放大和线性光耦隔离模块的输入端相连，电流运算放大和线性光 耦隔离模块的输出端与电流A/D转换电路的输入端相连，电流A/D转换电路的输出端与数 字信号处理和运算模块DSP的电流采样输入端相连，电流运算放大和线性光耦隔离模块的 电流极性信号输出端与电流极性判断电路的输入端相连，电流极性判断电路的输出端与数 字信号处理和运算模块DSP的电流极性控制端相连， 分压器的分压电阻Rv两端引出线为分压器的电压信号输出端，所述分压器的电 压信号输出端与电压运算放大和线性光耦隔离模块的输入端相连，电压运算放大和线性光耦隔离模块的输出端与电压A/D转换电路的输入端相连，电压A/D转换电路的输出端与数 字信号处理和运算模块DSP的电压采样输入端相连，电压运算放大和线性光耦隔离模块的 电压极性信号输出端与电压极性判断电路的输入端相连，电压极性判断电路的输出端与数 字信号处理和运算模块DSP的电压极性控制端相连， 数字信号处理和运算模块DSP的同步采样控制端同时与电流A/D转换电路的电流 采样控制端和电压A/D转换电路的电压采样控制端相连。 本技术的优点是分流器/分压器采样获得的电压信号不用长距离传输给后 台进行处理，直接在现场利用数字信号处理和运算模块DSP进行处理，直接获得要用到的 结果，即有功功率、无功功率、视在功率及电压信号和电流信号的相位差，这样，不会因为长 距离传输时导致线路压降，保证了测量的高精度。附图说明图1是本技术的结构示意图，图2是分流器和分压器的测量原理图，图3是电 流运算放大和线性光耦隔离模块的结构示意图，图4是电压运算放大和线性光耦隔离模块 的结构示意图。具体实施方式具体实施方式一 下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的采用线 性光耦实现基于电阻采样的功率测量装置包括分流器1、分压器2、电流运算放大和线性光 耦隔离模块3、电压运算放大和线性光耦隔离模块4、电流极性判断电路5、电压极性判断电 路6、电流A/D转换电路7、电压A/D转换电路8和数字信号处理和运算模块DSP9， 分流器1的采样电阻Ri两端引出线为分流器1的电压信号输出端，所述分流器1 的电压信号输出端与电流运算放大和线性光耦隔离模块3的输入端相连，电流运算放大和 线性光耦隔离模块3的输出端与电流A/D转换电路7的输入端相连，电流A/D转换电路7 的输出端与数字信号处理和运算模块DSP9的电流采样输入端相连，电流运算放大和线性 光耦隔离模块3的极性信号输出端与电流极性判断电路5的输入端相连，电流极性判断电 路5的输出端与数字信号处理和运算模块DSP9的电流极性控制端相连， 分压器2的分压电阻Rv两端引出线为分压器2的电压信号输出端，所述分压器2 的电压信号输出端与电压运算放大和线性光耦隔离模块4的输入端相连，电压运算放大和 线性光耦隔离模块4的输出端与电压A/D转换电路8的输入端相连，电压A/D转换电路8 的输出端与数字信号处理和运算模块DSP9的电压采样输入端相连，电压运算放大和线性 光耦隔离模块4的极性信号输出端与电压极性判断电路6的输入端相连，电压极性判断电 路6的输出端与数字信号处理和运算模块DSP9的电压极性控制端相连， 数字信号处理和运算模块DSP9的同步采样控制端同时与电流A/D转换电路7的 电流采样控制端和电压A/D转换电路8的采样控制端相连。 本技术装置实现的是功率的测量，功率的测量需要采集两个信号，一个电流 信号，一个是电压信号，本实施方式中，用分流器1采集电流信号，用分压器2采集电压信 号，参见图2说明其测量原理。 分流器1具有采样电阻Ri，分流器1的采样电阻Ri串联于被测的回路中，知道所述采样电阻Ri两端的分流电压Ui即可求得电流i， i 二Ui/Ri，采样所述采样电阻Ri两端的电压信号输送给电流运算放大和线性光耦隔离模块3。 分压器2的全部电阻为RT，并联在需要测量的回路中，电阻RT两端被测电压为U，分压电阻Rv是电阻RT的一部分，分压电阻Rv两端的分压电压为uv，采集分压电阻Rv两端的分压电压Uv输送给电压运算放大和线性光耦隔离模块4，Uv = UXVRv，一般分压电阻Rv的阻值很小，这样就可以实现高压的测量。 先对采集电流信号进行说明，参见图3所示，电流运算放大和线性光耦隔离模块3包括两大部分，一部分是运算放大，另一部分是线性光耦，能实现该功能的电路有很多，本实施方式给出的电路如图3所示，电流运算放大和线性光耦隔离模块3包括第一线性光耦0C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一集成运放A1、第二集成运放A2、第三集成运放A3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3，第一线性光耦0C1由第一发光二极管LED、反馈光电二极管PD1和第一输出光电二极管PD2组成，第一电阻Rl的一端与分流器l的电压信号输出端相连，第一电阻R1的另一端与第一二极管D1的正极相连，第一电阻R1的另一端同时与第二二极管D2的负极相连，第一二极管D1的负极同时与第一集成运放A1的反相输入端本文档来自技高网...
【技术保护点】
采用线性光耦实现基于电阻采样的功率测量装置，其特征在于，它包括分流器（１）、分压器（２）、电流运算放大和线性光耦隔离模块（３）、电压运算放大和线性光耦隔离模块（４）、电流极性判断电路（５）、电压极性判断电路（６）、电流Ａ／Ｄ转换电路（７）、电压Ａ／Ｄ转换电路（８）和数字信号处理和运算模块ＤＳＰ（９），分流器（１）的采样电阻Ｒｉ两端引出线为分流器（１）的电压信号输出端，所述分流器（１）的电压信号输出端与电流运算放大和线性光耦隔离模块（３）的输入端相连，电流运算放大和线性光耦隔离模块（３）的输出端与电流Ａ／Ｄ转换电路（７）的输入端相连，电流Ａ／Ｄ转换电路（７）的输出端与数字信号处理和运算模块ＤＳＰ（９）的电流采样输入端相连，电流运算放大和线性光耦隔离模块（３）的电流极性信号输出端与电流极性判断电路（５）的输入端相连，电流极性判断电路（５）的输出端与数字信号处理和运算模块ＤＳＰ（９）的电流极性控制端相连，分压器（２）的分压电阻Ｒｖ两端引出线为分压器（２）的电压信号输出端，所述分压器（２）的电压信号输出端与电压运算放大和线性光耦隔离模块（４）的输入端相连，电压运算放大和线性光耦隔离模块（４）的输出端与电压Ａ／Ｄ转换电路（８）的输入端相连，电压Ａ／Ｄ转换电路（８）的输出端与数字信号处理和运算模块ＤＳＰ（９）的电压采样输入端相连，电压运算放大和线性光耦隔离模块（４）的电压极性信号输出端与电压极性判断电路（６）的输入端相连，电压极性判断电路（６）的输出端与数字信号处理和运算模块ＤＳＰ（９）的电压极性控制端相连，数字信号处理和运算模块ＤＳＰ（９）的同步采样控制端同时与电流Ａ／Ｄ转换电路（７）的电流采样控制端和电压Ａ／Ｄ转换电路（８）的电压采样控制端相连。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：康尔良，卫爱平，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：实用新型
国别省市：93[中国|哈尔滨]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。